(57)【要約】  小型で簡単な構成からなり安価に製造でき、省電力タイプであり、情報の伝達速度の速い無線ＩＣデバイスを用いた無線通信システムを得る。  所定の無線信号を処理する無線ＩＣデバイス１Ａと、リーダライタとを備えた無線通信システム。無線ＩＣデバイス１Ａは、無線ＩＣ素子５０及び放射体（ループ状電極３０）を備え、枠体６１に固定されている。金属体からなる扉６０が無線ＩＣデバイス１Ａに近接することによって無線ＩＣデバイス１Ａの指向特性が変化し、リーダライタとの通信が可能となる。
2011132701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の無線信号を処理する無線ＩＣデバイスと、
前記無線ＩＣデバイスと無線信号を交換し合うリーダライタと、
を備えた無線通信システムであって、
前記無線ＩＣデバイスは無線ＩＣ素子及び放射体を備え、
前記無線ＩＣデバイスは第１物体に固定され、第１物体及び第２物体の近接／離間に伴う無線ＩＣデバイスと第２物体との近接／離間を前記リーダライタによって検出すること、
を特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第２物体に金属体が含まれていること、を特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線ＩＣ素子は、所定の無線信号を処理する無線ＩＣチップを備えていること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記無線ＩＣ素子は、所定の無線信号を処理する無線ＩＣチップと、所定の共振周波数を有する給電回路を含む給電回路基板とを備えていること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記放射体にて送受信される信号の周波数は、前記給電回路の共振周波数によって実質的に決定されること、を特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記放射体は、前記無線ＩＣチップ又は前記給電回路基板に結合したループ状電極を有し、該ループ状電極のループ面が前記金属体の平面に対して垂直に近接すること、を特徴とする請求項３、請求項４又は請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記ループ状電極は、前記無線ＩＣ素子と前記放射体とのインピーダンスを整合する機能を有すること、を特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記ループ状電極は、前記無線ＩＣチップ又は前記給電回路基板と結合する給電部及び切り欠かれたスリット部を有すること、を特徴とする請求項６又は請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記スリット部では、互いに対向する端部が容量結合していること、を特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記スリット部では、互いに対向する端部が前記金属体と容量結合すること、を特徴とする請求項８又は請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記スリット部は複数設けられていること、を特徴とする請求項８、請求項９又は請求項１０に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記金属体は第２物体及び第３物体に固定され、
前記複数のスリット部のうち、第１スリット部は第２物体に固定した金属体に結合し、第２スリット部は第３物体に固定した金属体に結合すること、
を特徴とする請求項１１に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記放射体は、絶縁体基板の一方の主面に形成された放射電極と、該放射電極に接続された磁界電極と、該磁界電極に接続された給電部とを有し、前記無線ＩＣチップ又は前記給電回路基板に結合していること、
を特徴とする請求項３、請求項４又は請求項５に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、特に無線ＩＣデバイスとリーダライタを用いたＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムを利用した無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品の管理システムとして、誘導電磁界を発生するリーダライタと物品や容器などに付された所定の情報を記憶したＩＣチップ（ＩＣタグ、無線ＩＣチップとも称する）とを非接触方式で通信し、情報を伝達するＲＦＩＤシステムが開発されている。ＩＣチップはアンテナ、即ち、放射板と結合されることによりリーダライタとの通信が可能になる。【０００３】
一方、ＲＦＩＤシステムを用いて、扉や窓などの開閉を検出するセキュリティシステムを構築することも考慮されており、この種のセンサとしては特許文献１に記載のセンサスイッチを用いることが考えられる。このセンサスイッチは、開閉素子に接続されたアンテナコイルと、そのアンテナコイルからの電力で動作して外部と無線通信するＩＣモジュールとを備えている。【０００４】
しかしながら、このセンサスイッチでは、ＩＣモジュールとは別に開閉素子が必要でコストが高く付く、開閉素子を動作させるための電力が必要となるのでアンテナコイルが大型化する、開閉素子の開閉情報はいったんＩＣモジュールに書き込まれ、その後にＩＣモジュールから情報を読み取るために開閉情報の伝達が遅いという問題点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０８６４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、小型で簡単な構成からなり安価に製造でき、省電力タイプであり、情報の伝達速度の速い無線ＩＣデバイスを用いた無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態である無線通信システムは、
所定の無線信号を処理する無線ＩＣデバイスと、
前記無線ＩＣデバイスと無線信号を交換し合うリーダライタと、
を備えた無線通信システムであって、
前記無線ＩＣデバイスは無線ＩＣ素子及び放射体を備え、
前記無線ＩＣデバイスは第１物体に固定され、第１物体及び第２物体の近接／離間に伴う無線ＩＣデバイスと第２物体との近接／離間を前記リーダライタによって検出すること、
を特徴とする。【０００８】
前記無線通信システムにおいては、金属体などを含む第２物体と近接した場合に、無線ＩＣデバイスの指向特性が変化するので、両者が近接することによってリーダライタとの通信可能な電力／情報伝達経路が形成される。放射体はリーダライタからの信号を受け、この受信信号は無線ＩＣデバイスに供給される。無線ＩＣデバイスは応答信号を発し、この応答信号は放射体からリーダライタに放射される。このような交信は、第１物体と第２物体とが近接しているとき、例えば扉や窓が閉じられているときに可能であり、仮に扉や窓が開かれていると交信は不能又は不良になる。応答信号の強弱（レベル差）によって第１物体と第２物体との近接／離間を検知してもよい。これにて、セキュリティを管理することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、無線ＩＣデバイスと金属体などを含む第２物体とでセキュリティシステムを構築することができる。しかも、無線ＩＣデバイスは簡単な構成からなり、安価に製造でき、リーダライタからの信号を電力として利用するので省電力で済む。また、無線ＩＣデバイスとダイレクトに信号を交換し合うので情報の伝達速度は極めて迅速である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】無線ＩＣデバイスの第１例を示す斜視図である。
【図２】扉の枠体に設けた前記無線ＩＣデバイスの動作状態を示す説明図である。
【図３】無線通信システムの一例を示す説明図である。
【図４】無線ＩＣチップを示す斜視図である。
【図５】給電回路基板上に前記無線ＩＣチップを搭載した状態を示す斜視図である。
【図６】前記給電回路基板に設けた給電回路を示す等価回路図である。
【図７】前記給電回路基板の積層構造を示す平面図である。
【図８】無線ＩＣデバイスの第２例を示す斜視図である。
【図９】無線ＩＣデバイスの第３例を示す斜視図である。
【図１０】無線ＩＣデバイスの第４例を示す斜視図である。
【図１１】無線ＩＣデバイスの第５例を示す斜視図である。
【図１２】扉の枠体に設けた前記無線ＩＣデバイス（第５例）の動作状態を示す説明図である。
【図１３】前記無線ＩＣデバイス（第１例）を引き戸に取り付けた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る無線通信システムの実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部品、部分には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
（無線ＩＣデバイスの第１例、図１参照）
まず、本発明に係る無線通信システムに用いられる無線ＩＣデバイスの第１例について説明する。図１に示すように、この無線ＩＣデバイス１Ａは、ＵＨＦ帯の通信に用いられるものであり、無線ＩＣ素子５０と、直方体形状をなす絶縁体基板２０と、放射体（ループ状電極３０）とで構成されている。無線ＩＣ素子５０は、所定周波数の高周波信号を処理するもので、その詳細は図４〜図７を参照して以下に詳述する。絶縁体基板２０は、エポキシなどの熱硬化性樹脂やポリイミドなどの熱可塑性樹脂、あるいは、ＬＴＣＣなどのセラミックからなる（誘電体や磁性体であってもよい）。
【００１３】
ループ状電極３０は、絶縁体基板２０の表面に配置された表面電極３１，３２と、裏面に配置された裏面電極３３と、電極３１，３３及び電極３２，３３をそれぞれ接続する側面電極３４とで構成されている。表面電極３１，３２の互いに対向する端部は、無線ＩＣ素子５０との結合部（給電部３１ａ，３２ａ）とされている。ループ状電極３０の各電極３１〜３４は、銅やアルミなどの金属箔からなる薄膜電極パターンとして、あるいは、銀や銅などの粉末を含む導電体ペーストからなる厚膜電極パターンとして絶縁体基板２０の表面に形成されている。
【００１４】
絶縁体基板２０の表面には、無線ＩＣ素子５０が給電部３１ａ，３２ａに結合されている。この結合は電磁界結合あるいは半田バンプなどによる電気的な直接結合（ＤＣ接続）である。なお、無線ＩＣ素子５０と給電部３１ａ，３２ａとは電磁界を介して電気的に接続されていてもよい。
【００１５】
以上の構成からなる無線ＩＣデバイス１Ａは、無線ＩＣ素子５０から所定の高周波信号がループ状電極３０に伝達されると、ループ状電極３０に高周波電流が流れ、ループ状電極３０は通信距離が比較的短い磁界アンテナとして機能する。ここで、ループ状電極３０の裏面電極３３に図示しない金属体が近接すると、磁界ループが金属体とは反対方向に形成される。即ち、ループ状電極３０の電流周回面であるループ面は金属体の平面に対して垂直に位置するため、磁界Ｈが金属体の表面に対して平行に発生するが、磁界Ｈは金属体の方向には磁界ループを形成することができないため、金属体とは反対方向に磁界ループが集中して形成される。そして、磁界ループにより誘起される電界Ｅも金属体とは反対方向に形成される。つまり、ループ状電極３０がアンテナ素子として働き、このアンテナ素子から電磁波が金属体表面の法線方向に放射される。このように、金属体を近接させると、金属体とは反対方向にエネルギーを集中させることができるため、金属体とは反対方向に大きな利得をもつことができる。即ち、指向特性を変化させることができる。そして、この大きな利得により、無線ＩＣデバイス１Ａとリーダライタとの通信が可能となる。ＲＦＩＤシステムのリーダライタから放射されてループ状電極３０で受信された高周波信号は無線ＩＣ素子５０に供給され、無線ＩＣ素子５０が動作する。一方、無線ＩＣ素子５０からの応答信号はループ状電極３０に伝達されてリーダライタに放射される。なお、リーダライタは、前述の電磁波を受信しやすいように、金属体表面の法線方向に配置されることが好ましい。
【００１６】
ループ状電極３０は、そのループ面において、給電部３１ａから電極３１，３４，３３，３４，３２及び給電部３２ａへ至る所定の長さを有し、この電気長に相当する所定の共振周波数を有し、かつ、無線ＩＣデバイス１Ａのインピーダンスとループ状電極３０（放射素子）自体のインピーダンスとのマッチングを図っている。
【００１７】
一方、前記金属体がループ状電極３０の裏面電極３３から離間すると、磁界ループが金属体のあった方向にも形成されるようになり、磁界エネルギーが分散されることによって指向性が弱くなる。そのため、リーダライタから見たとき、無線ＩＣデバイス１Ａとしてはループ状電極３０が弱い放射素子として機能するのみであり、リーダライタとの交信が不能になるか、低い放射レベルでの交信が行われる。
【００１８】
（セキュリティシステム、図２及び図３参照）
前述のごとく、無線ＩＣデバイス１Ａにおけるリーダライタとの交信は、無線ＩＣデバイス１Ａと金属体とが近接しているときに可能であり、両者が離間すると不能又は不良になる。この作用を利用することにより、扉や窓の開閉状態をリーダライタに接続した管理機器が検知できる。応答信号の強弱（レベル差）によって扉や窓の開閉を検知してもよい。これにて、セキュリティを管理することができる。
【００１９】
図２に具体例を示す。例えば、図１に示した無線ＩＣデバイス１Ａを扉６０（第２物体）の枠体６１（第１物体）に取り付け、扉６０が金属体であるとする。図２（Ａ）に示すように、扉６０が閉じられているときには、無線ＩＣデバイス１Ａと扉６０（金属体）とが近接し、無線ＩＣデバイス１Ａとリーダライタとの交信が可能になる。図２（Ｂ）に示すように、扉６０が開かれると交信は不能又は不良になる。これにて、扉６０や窓の開閉状態を検知することができる。扉６０が木製であれば、無線ＩＣデバイス１Ａが近接する部分に金属体を貼着ないし埋め込んでおけばよい。即ち、図２に示すように、無線ＩＣデバイス１Ａは、その側面電極３４側にて枠体６１に固定されており、裏面電極３３側は扉６０に対面するように配置されている。また、無線ＩＣデバイス１Ａの表面電極３１，３２側には、リーダライタ（図示しない）が配置されている。
【００２０】
セキュリティシステムとしては、例えば、図３に示すように、室内８０にコンピュータ８１と連動するリーダライタ８２を設ける。リーダライタ８２は送受信用のアンテナ８３を備えている。一方、室内での装置品である第１物体としての扉枠６１、窓枠６４、置き台６６，６８に無線ＩＣデバイス１Ａを取り付ければよい。第２物体としての金属体は扉６０自体、窓サッシ６３自体、金庫６５自体、商品６７自体であればよい。商品６７が非金属体であれば、置き台６８であって無線ＩＣデバイス１Ａが近接する部分に金属体を取り付けておけばよい。なお、無線ＩＣデバイス１Ａと金属体との配置関係は逆であってもよい。
【００２１】
このセキュリティシステムにおいて、リーダライタ８２からの信号に対して無線ＩＣデバイス１Ａが応答すれば、コンピュータ８１は例えば扉６０が閉じている、金庫６５が所定の位置にあることを検知する。一方、無線ＩＣデバイス１Ａが応答しない、あるいは、反応レベルが一定値以下であれば、コンピュータ８１は扉６０が開けられた、金庫６５が移動したことを検知する。これにて室内８０のセキュリティを管理することができる。他の装置品に関しても同様である。
【００２２】
（無線ＩＣ素子、図４〜図７参照）
無線ＩＣ素子５０は、図４に示すように、高周波信号を処理する無線ＩＣチップ５１であってもよく、あるいは、図５に示すように、無線ＩＣチップ５１と所定の共振周波数を有する共振回路を含んだ給電回路基板６５とで構成されていてもよい。
【００２３】
図４に示す無線ＩＣチップ５１は、クロック回路、ロジック回路、メモリ回路などを含み、必要な情報がメモリされている。無線ＩＣチップ５１は、その裏面に入出力用端子電極５２，５２及び実装用端子電極５３，５３が設けられている。入出力用端子電極５２，５２は前記給電部３１ａ，３２ａと金属バンプなどを介して電気的に接続される。なお、金属バンプの材料としては、Ａｕ、はんだなどを用いることができる。
【００２４】
図５に示すように、無線ＩＣチップ５１と給電回路基板６５とで無線ＩＣ素子５０を構成する場合、給電回路基板６５には種々の給電回路（共振回路／整合回路を含む）を設けることができる。例えば、図６に等価回路として示すように、互いに異なるインダクタンス値を有し、かつ、互いに逆相で磁気結合（相互インダクタンスＭで示す）されているインダクタンス素子Ｌ１、Ｌ２を含む給電回路６６であってもよい。給電回路６６は、所定の共振周波数を有するとともに、無線ＩＣチップ５１のインピーダンスと近接する金属体とのインピーダンスマッチングを図っている。なお、無線ＩＣチップ５１と給電回路６６とは、電気的に接続（ＤＣ接続）されていてもよいし、電磁界を介して結合されていてもよい。
【００２５】
給電回路６６は、無線ＩＣチップ５１から発信された所定の周波数を有する高周波信号を前記ループ状電極３０に伝達し、かつ、受信した高周波信号をループ状電極３０を介して無線ＩＣチップ５１に供給する。給電回路６６は所定の共振周波数を有する。ループ状電極３０にて送受信される信号の周波数は、給電回路６６の共振周波数によって実質的に決定されていてもよい。これにより、インピーダンスマッチングが図りやすくなり、インピーダンスの整合回路、即ち、ループ状電極３０の電気長を短くすることができる。
【００２６】
次に、給電回路基板６５の構成について説明する。図４及び図５に示すように、無線ＩＣチップ５１の入出力用端子電極５２は給電回路基板６５上に形成した給電端子電極１４２ａ、１４２ｂに、実装用端子電極５３は実装端子電極１４３ａ、１４３ｂに金属バンプなどを介して接続される。
【００２７】
給電回路基板６５は、図７に示すように、誘電体あるいは磁性体からなるセラミックシート１４１ａ〜１４１ｈを積層、圧着、焼成したものである。但し、給電回路基板６５を構成する絶縁層はセラミックシートに限定されるものではなく、例えば、液晶ポリマなどのような熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂のような樹脂シートであってもよい。最上層のシート１４１ａには、給電端子電極１４２ａ，１４２ｂ、実装端子電極１４３ａ，１４３ｂ、ビアホール導体１４４ａ，１４４ｂ，１４５ａ，１４５ｂが形成されている。２層目〜８層目のシート１４１ｂ〜１４１ｈには、それぞれ、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を構成する配線電極１４６ａ，１４６ｂが形成され、必要に応じてビアホール導体１４７ａ，１４７ｂ，１４８ａ，１４８ｂが形成されている。
【００２８】
以上のシート１４１ａ〜１４１ｈを積層することにより、配線電極１４６ａがビアホール導体１４７ａにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ１が形成され、配線電極１４６ｂがビアホール導体１４７ｂにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ２が形成される。また、配線電極１４６ａ，１４６ｂの線間にキャパシタンスが形成される。
【００２９】
シート１４１ｂ上の配線電極１４６ａの端部１４６ａ−１はビアホール導体１４５ａを介して給電端子電極１４２ａに接続され、シート１４１ｈ上の配線電極１４６ａの端部１４６ａ−２はビアホール導体１４８ａ，１４５ｂを介して給電端子電極１４２ｂに接続される。シート１４１ｂ上の配線電極１４６ｂの端部１４６ｂ−１はビアホール導体１４４ｂを介して給電端子電極１４２ｂに接続され、シート１４１ｈ上の配線電極１４６ｂの端部１４６ｂ−２はビアホール導体１４８ｂ，１４４ａを介して給電端子電極１４２ａに接続される。
【００３０】
以上の給電回路６６において、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は、互いに磁気結合しており、それぞれ逆方向に巻かれているため、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の内径を通過する磁界は、互いに逆向きとなる。そのため、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２で形成される磁界は閉磁路となる。また、所望のインダクタンス値を得るためには配線電極１４６ａ，１４６ｂをある程度長くする必要がある。これにてエネルギーのロスが少なくなるとともに、共振周波数付近で広帯域化することになる。
【００３１】
インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は、給電回路基板６５を平面透視したときに、左右の異なる位置に形成されている。また、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２で発生する磁界はそれぞれ逆向きになる。これにて、給電回路６６をループ状電極３０に結合させたとき、ループ状電極３０には逆向きの電流が励起され、その電流による電位差でループ状電極３０を放射素子として動作させる。
【００３２】
給電回路基板６５に共振／整合回路を内蔵することにより、外部の物品の影響による特性変動を抑えることができ、通信品質の劣化を防ぐことができる。また、無線ＩＣ素子５０を構成する無線ＩＣチップ５１を給電回路基板６５の厚み方向の中央側に向けて配置すれば、無線ＩＣチップ５１の破壊を防ぐことができ、無線ＩＣ素子５０としての機械的強度を向上させることができる。
【００３３】
（無線ＩＣデバイスの第２例、図８参照）
第２例である無線ＩＣデバイス１Ｂは、図８に示すように、ループ状電極３０の裏面電極３３の中央部分にスリット部３５を形成したものである。第２例での基本的な作用効果は前記第１例と同様である。ループ状電極３０と金属体が近接している場合は、ループ状電極３０の裏面電極３３に形成されたスリット部３５は近接した金属体と容量結合し、金属体との二つの容量結合部を介して、ループ状電極３０はループを形成する。なお、スリット部３５を介してループ状電極が容量結合していてもよい。金属体との結合は前記第１例と同様であり、近接した金属体により、無線ＩＣデバイス１Ｂとリーダライタとが通信可能になる。即ち、金属体が近接することにより、金属体とは反対方向にエネルギーを集中させて大きな利得をもつことができるので、リーダライタとの通信が可能になる。一方、ループ状電極３０と金属体が離間しているとき、ループ状電極３０はスリット部３５によって離間した状態となる。これにより、ループ状電極３０のインピーダンスマッチング機能が失われ、無線ＩＣ素子５０のインピーダンスとループ状電極３０のインピーダンスとのマッチングが図れなくなる。この結果、ループ状電極３０は磁界アンテナとして機能しなくなる。従って、本第２例では、金属体が近接した場合と離間した場合とで、リーダライタとの交信状態に明瞭な差が生じ、検知が確実なものとなる。
【００３４】
（無線ＩＣデバイスの第３例、図９参照）
第３例である無線ＩＣデバイス１Ｃは、図９に示すように、無線ＩＣ素子５０との給電部３１ａ，３２ａを片方に寄せて配置し、他方は側面電極を省略して容量Ｃで結合させたものである。第３例の基本的な作用効果は前記第１例と同様である。このように、ループ状電極３０自体を容量Ｃで結合させて、ループを形成していてもよい。
【００３５】
（無線ＩＣデバイスの第４例、図１０参照）
第４例である無線ＩＣデバイス１Ｄは、図１０に示すように、絶縁体基板２０の表面に設けた放射電極３６に、開口部３６ａと該開口部３６ａから外部に連通するスリット部３６ｂを形成したもので、放射電極３６は絶縁体基板２０の側面から裏面に延在され、基板２０の端部において容量Ｃで結合している。スリット部３６ｂの対向部分は給電部３６ｃとされ、この給電部３６ｃに無線ＩＣ素子５０が結合されている。そして、スリット部３６ｂ（給電部３６ｃ）を含む開口部３６ａの周囲に磁界電極３７が形成されている。
【００３６】
本第４例では、放射電極３６がスリット部３６ｂにより開いたループ形状を有しており、開口部３６ａの周囲に電流が集中する。この電流集中部分が磁界電極３７として機能する。磁界電極３７は所定の長さを有しているため、給電部３６ｃに対して所定の電位差を有することになる。ここでは、放射電極３６と磁界電極３７とは見かけ上一体的に形成されている。従って、磁界電極３７の所定の電位差が、磁界電極３７と一体となった、絶縁体基板２０の表面に設けた放射電極３６に伝わる。このように、磁界電極３７と放射電極３６とが一体となっているので、給電部３６ｃからの信号の特性（例えば広帯域な周波数特性）をそのまま外部へ伝えることができる。なお、受信の場合も同様である。ここで、磁界電極３７は、絶縁体基板２０の裏面に設けた放射電極３６に対して電位差をもつので、絶縁体基板２０の表面に設けた放射電極３６も絶縁体基板２０の裏面に設けた放射電極３６に対して電位差をもつ。この電位差により、絶縁体基板２０の表面に設けた放射電極３６がパッチアンテナとして動作する。
【００３７】
金属体を無線ＩＣデバイスＩＤに近接させた場合、金属体とは反対方向にエネルギーを集中させることができるため、金属体とは反対方向に大きな利得をもつことができる。そして、この大きな利得により、無線ＩＣデバイス１Ａとリーダライタとの通信が可能となる。
【００３８】
なお、ループ形状の磁界電極３７は、無線ＩＣ素子５０のインピーダンスと放射電極３６のインピーダンスとのマッチングを図っていてもよい。
【００３９】
（無線ＩＣデバイスの第５例、図１１及び図１２参照）
第５例である無線ＩＣデバイス１Ｅは、図１１に示すように、ループ状電極３０の裏面電極３３の２箇所にスリット部３５を形成したものである。第５例での基本的な作用効果は前記第２例と同様である。
【００４０】
この無線ＩＣデバイス１Ｅは、図１２に示すように、両開きの扉７０の開閉状態の検知に好適に用いることができる。即ち、図１２（Ａ）に示すように、無線ＩＣデバイス１Ｅを扉枠７１であって扉７０の閉じ合わされる部分に対向する位置に取り付けることにより、より具体的には、無線ＩＣデバイス１Ｅをループ状電極の二つのスリット部３５が、それぞれ一方の扉、他方の扉に対面するように配置することにより、扉７０のいずれが開放された場合であってもその開放状態を検知可能である（図１２（Ｂ）参照）。扉７０が近接した場合と離間した場合とで、リーダライタとの交信状態に明瞭な差が生じ、検知が確実なものとなることは、第２例と同様である。
【００４１】
（他の適用例、図１３参照）
図１３は前記無線ＩＣデバイス１Ａをふすま７２の開閉を検知するために鴨居（図示せず）に取り付けた例を示す。この場合、ふすまの上部に金属シート７３を貼着することにより、該金属シート７３を放射素子として機能させ、ふすま７２の開閉状態を検知することが可能になる。
【００４２】
（他の実施例）
なお、本発明に係る無線通信システムは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００４３】
例えば、無線ＩＣデバイスは前記実施例に示したもの以外に種々の第１物体に固定し、無線ＩＣ素子と第２物体との近接／離間をリーダライタで検出することができる。
【００４４】
また、無線ＩＣ素子に関しても、給電回路基板などはあくまで例示であり、給電回路は種々の構成を採用することができる。また、無線ＩＣは給電回路基板内の素子として作製しても構わない。給電回路基板内に無線ＩＣ部を形成することにより、無線ＩＣ部と給電回路との接続部における寄生成分をなくすことができ、無線ＩＣデバイスの特性を向上させることができる。また、無線ＩＣ素子の低背化も可能である。
【００４５】
また、第２物体には、金属体以外にも、誘電率の高いもの、透磁率の高いもの、又は液体などを固定することも可能であり、これにより指向特性を変化させることができる。
【００４６】
また、実施例には、金属体を近づけたときに交信レベルが上がる例を示したが、金属体を近づけたときに利得が下がるように設計し、交信レベルが下がることを検出して、第１物体及び第２物体との近接／離間を検出することも可能である。また、ＲＦＩＤシステムは、ＵＨＦ帯に限定されるものではなく、ＨＦ帯などの他の周波数帯を利用することもできる。
【符号の説明】
【００４７】
１Ａ〜１Ｅ…無線ＩＣデバイス
２０…絶縁体基板
３０…放射体（ループ状電極）
３１ａ，３２ａ…給電部
３５…スリット部
３６…放射電極
３６ｃ…給電部
３７…磁界電極
５０…無線ＩＣ素子
５１…無線ＩＣチップ
６５…給電回路基板
６６…給電回路
８２…リーダライタ
【図１】
2011132701.tif 000003
【図２】
2011132701.tif 000004
【図３】
2011132701.tif 000005
【図４】
2011132701.tif 000006
【図５】
2011132701.tif 000007
【図６】
2011132701.tif 000008
【図７】
2011132701.tif 000009
【図８】
2011132701.tif 000010
【図９】
2011132701.tif 000011
【図１０】
2011132701.tif 000012
【図１１】
2011132701.tif 000013
【図１２】
2011132701.tif 000014
【図１３】
2011132701.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月12日(2012.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の無線信号を処理する無線ＩＣデバイスと、
前記無線ＩＣデバイスと無線信号を交換し合うリーダライタと、
を備えた無線通信システムであって、
前記無線ＩＣデバイスは無線ＩＣ素子及び放射体を備え、
前記無線ＩＣ素子は、所定の無線信号を処理する無線ＩＣチップを備え、
前記放射体は、前記無線ＩＣチップに直接的又は間接的に結合したループ状電極を有し、該ループ状電極は前記無線ＩＣチップと直接的又は間接的に結合する給電部及び切り欠かれた第１スリット部及び第２スリット部を有し、
前記無線ＩＣデバイスは第１物体に固定され、金属体を含む第２物体及び金属体を含む第３物体の近接に伴って、第１スリット部が第２物体に含まれる金属体に結合し、第２スリット部が第３物体に含まれる金属体に結合することにより、無線ＩＣデバイスと第２物体及び第３物体との近接／離間を前記リーダライタによって検出すること、
を特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線ＩＣ素子は、前記無線ＩＣチップと、所定の共振周波数を有する給電回路を含む給電回路基板とを備えていること、を特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記放射体にて送受信される信号の周波数は、前記給電回路の共振周波数によって実質的に決定されること、を特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記ループ状電極のループ面が前記金属体の平面に対して垂直に近接すること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記ループ状電極は、前記無線ＩＣ素子と前記放射体とのインピーダンスを整合する機能を有すること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記第１及び第２スリット部では、それぞれ互いに対向する端部が容量結合していること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記第１及び第２スリット部では、それぞれ互いに対向する端部が前記金属体と容量結合すること、を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記放射体は、絶縁体基板の一方の主面に形成された放射電極と、該放射電極に接続された磁界電極と、該磁界電極に接続された給電部とを有し、前記無線ＩＣチップ又は前記給電回路基板に結合していること、
を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の無線通信システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の一形態である無線通信システムは、
所定の無線信号を処理する無線ＩＣデバイスと、
前記無線ＩＣデバイスと無線信号を交換し合うリーダライタと、
を備えた無線通信システムであって、
前記無線ＩＣデバイスは無線ＩＣ素子及び放射体を備え、
前記無線ＩＣ素子は、所定の無線信号を処理する無線ＩＣチップを備え、
前記放射体は、前記無線ＩＣチップに直接的又は間接的に結合したループ状電極を有し、該ループ状電極は前記無線ＩＣチップと直接的又は間接的に結合する給電部及び切り欠かれた第１スリット部及び第２スリット部を有し、
前記無線ＩＣデバイスは第１物体に固定され、金属体を含む第２物体及び金属体を含む第３物体の近接に伴って、第１スリット部が第２物体に含まれる金属体に結合し、第２スリット部が第３物体に含まれる金属体に結合することにより、無線ＩＣデバイスと第２物体及び第３物体との近接／離間を前記リーダライタによって検出すること、
を特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
前記無線通信システムにおいては、無線ＩＣデバイスに金属体などを含む第２物体及び第３物体が近接した場合に、無線ＩＣデバイスの指向特性が変化するので、３者が近接することによってリーダライタとの通信可能な電力／情報伝達経路が形成される。放射体はリーダライタからの信号を受け、この受信信号は無線ＩＣデバイスに供給される。無線ＩＣデバイスは応答信号を発し、この応答信号は放射体からリーダライタに放射される。このような交信は、無線ＩＣデバイスに対して第２物体及び第３物体が近接しているとき、例えば両開きの扉や窓が閉じられているときに可能であり、仮に扉や窓が開かれていると交信は不能又は不良になる。応答信号の強弱（レベル差）によって第２物体及び第３物体の近接／離間を検知してもよい。これにて、セキュリティを管理することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明によれば、無線ＩＣデバイスと金属体などを含む第２物体及び第３物体とでセキュリティシステムを構築することができる。しかも、無線ＩＣデバイスは簡単な構成からなり、安価に製造でき、リーダライタからの信号を電力として利用するので省電力で済む。また、無線ＩＣデバイスとダイレクトに信号を交換し合うので情報の伝達速度は極めて迅速である。
【国際調査報告】
2011132701.tif 000016
2011132701.tif 000017
2011132701.tif 000018
2011132701.tif 000019